עבודה זו נתמכה על ידי מענק מטעם המכון להנדסת מערכת רפואית (IMSE) &amp; גיסט-Caltech הקרן שיתופית (K04592) מ גיסט ועל ידי תכנית המחקר למדע הבסיסי דרך NRF של קוריאה ממומנת על ידי משרד המדע, ICT ותכנון לעתיד (NRF-2013R1A2A2A01067890).

<ol>
	<li>Roger, V. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+disease+and+stroke+statistics--2012+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics--2012 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 125, 2-220 (2012).</li><li>Debette, S., Markus, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+clinical+importance+of+white+matter+hyperintensities+on+brain+magnetic+resonance+imaging:+systematic+review+and+meta-analysis.">The clinical importance of white matter hyperintensities on brain magnetic resonance imaging: systematic review and meta-analysis.</a> Bmj. 341, 3666 (2010).</li><li>Zhang, K., Sejnowski, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+universal+scaling+law+between+gray+matter+and+white+matter+of+cerebral+cortex.">A universal scaling law between gray matter and white matter of cerebral cortex.</a> PNAS. 97 (10), 5621-5626 (2000).</li><li>Kim, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rat+model+of+photothrombotic+capsular+infarct+with+a+marked+motor+deficit:+a+behavioral,+histologic,+and+microPET+study.">A rat model of photothrombotic capsular infarct with a marked motor deficit: a behavioral, histologic, and microPET study.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 34 (4), 683-689 (2014).</li><li>Kleim, J. A., Boychuk, J. A., Adkins, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+models+of+upper+extremity+impairment+in+stroke.">Rat models of upper extremity impairment in stroke.</a> ILAR J. 48 (4), 374-384 (2007).</li><li>Frost, S. B., Barbay, S., Mumert, M. L., Stowe, A. M., Nudo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+animal+model+of+capsular+infarct:+endothelin-1+injections+in+the+rat.">An animal model of capsular infarct: endothelin-1 injections in the rat.</a> Behav Brain Res. 169 (2), 206-211 (2006).</li><li>He, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Definition+of+the+anterior+choroidal+artery+territory+in+rats+using+intraluminal+occluding+technique.">Definition of the anterior choroidal artery territory in rats using intraluminal occluding technique.</a> J Neurol Sci. 182 (1), 16-28 (2000).</li><li>Tanaka, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+model+of+lacunar+infarction+in+the+gyrencephalic+brain+of+the+miniature+pig:+neurological+assessment+and+histological,+immunohistochemical,+and+physiological+evaluation+of+dynamic+corticospinal+tract+deformation.">Experimental model of lacunar infarction in the gyrencephalic brain of the miniature pig: neurological assessment and histological, immunohistochemical, and physiological evaluation of dynamic corticospinal tract deformation.</a> Stroke. 39 (1), 205-212 (2008).</li><li>Shibata, M., Ohtani, R., Ihara, M., Tomimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=White+matter+lesions+and+glial+activation+in+a+novel+mouse+model+of+chronic+cerebral+hypoperfusion.">White matter lesions and glial activation in a novel mouse model of chronic cerebral hypoperfusion.</a> Stroke. 35 (11), 2598-2603 (2004).</li><li>Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+reproducible+brain+infarction+by+photochemically+initiated+thrombosis.">Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis.</a> Ann Neurol. 17 (5), 497-504 (1985).</li><li>Kuroiwa, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+rat+model+of+photothrombotic+ischemia+and+infarction+within+the+caudoputamen.">Development of a rat model of photothrombotic ischemia and infarction within the caudoputamen.</a> Stroke. 40 (1), 248-253 (2009).</li><li>Bashkatov, A. N., Genina, E. A., Tuchin, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of biomedical optics. 83, (2011).</li><li>Yizhar, O., Fenno, L. E., Davidson, T. J., Mogri, M., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optogenetics+in+neural+systems.">Optogenetics in neural systems.</a> Neuron. 71 (1), 9-34 (2011).</li><li>Whishaw, I. Q., Whishaw, P., Gorny, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat:+a+movement+rating+scale.">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a movement rating scale.</a> J Vis Exp. (18), e816 (2008).</li><li>Jang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+corticospinal+tract+location+at+corona+radiata+and+posterior+limb+of+the+internal+capsule+in+human+brain.">A review of corticospinal tract location at corona radiata and posterior limb of the internal capsule in human brain.</a> NeuroRehabilitation. 24 (3), 279-283 (2009).</li><li>Kim, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+changes+in+resting-state+brain+activity+in+a+capsular+infarct+model.">Longitudinal changes in resting-state brain activity in a capsular infarct model.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 35 (1), 11-119 (2014).</li><li>Blasi, F., Whalen, M. J., Ayata, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lasting+pure-motor+deficits+after+focal+posterior+internal+capsule+white-matter+infarcts+in+rats.">Lasting pure-motor deficits after focal posterior internal capsule white-matter infarcts in rats.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 35 (6), 977-984 (2015).</li><li>Metz, G. A., Antonow-Schlorke, I., Witte, O. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+improvements+after+focal+cortical+ischemia+in+adult+rats+are+mediated+by+compensatory+mechanisms.">Motor improvements after focal cortical ischemia in adult rats are mediated by compensatory mechanisms.</a> Behavioural brain research. 162 (1), 71-82 (2005).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

המודל האוטם קופסית המוצג כאן מדגים נגע ממוקד עם לקויות מוטוריות ניכרות ומתמשכות בתפקוד forelimb. דגמים קודמים של שבץ קופסית קורטיקליים הוכיחו תואר מספק של לקויות מוטוריות ו 6,8,9 תהליך ההחלמה מהיר. במובן זה, המודל הזה דומה במקרים אוטמי קופסית הקליניים אשר תערוכת ליקוי תפקודי לטווח ארוך. השלבים הקריטיים ביותר בפיתוח מודל אוטם קופסית מתוחם הם: 1) לזהות את ייצוג somatotopic נכון של חלק הגוף נועד לבטל את הפונקציה בתוך הקפסולה הפנימית; 2) כדי לזהות את העוצמת האופטימלית של הליזר הירוק, אשר יכול להרוס את רוחב היריעה כולה של הקפסולה הפנימית עם הסגת גבול מינימאלי של שכנת מבני חומר אפורים; ו -3) למקם את הסיב האופטי מדויק במבנה היעד. למרות הטכניקות שהוצגו יכולות לגרום circumscribeמודל אוטם ד קופסית עם קצב שכפול גבוה (&gt; 70%), הבדלים קטנים המיקוד ומידת השלמות להשמדה סוקרים את כל המגוון השלם של הקפסולה הפנימית עשויים להסביר גירעונות מנוע שונים. בדרכי corticospinal ממוקמות במחצית הקדמית של האיבר האחורי של הקפסולה הפנימית בבני אדם למרות המחלוקת של ארגון somatotopic 15. לעומת זאת, לא חל כל סיווג שווה או הבהרות והסברים מדוקדקים של ארגון somatotopic של הקפסולה הפנימית במכרסמים. חוסר הידע לגבי ארגון somatotopic מוביל לעתים קרובות מטרות שגויות של lesioning האוטם בתוך הקפסולה הפנימית עם תוצאות מנוע שונות בין דגמים אוטמים קופסית. עם זאת, זיהינו את האקסונים-transduced GFP בחלק הזנב של הקפסולה הפנימית, אשר צפוי לייצג את הנתיב של סיבי מנוע forelimb. יתר על כן, lesioning של demonstrat בתחום זהאד גירעון מסומן ומתמשך של מיומנות לכת forelimb. לכן, אנו ממליצים על חלק הזנב של הקפסולה הפנימית עבור lesioning stereotactic כדי לשפר את תקפות מודל האוטם קופסית. התאמה מראש של עוצמת אור היא חובה לייצר במידה אחידה של נגע אוטם במודלים שבצו כי זן חיה, משקל גוף, המקור וסוגי לאור ONI עלול ליצור בגדלים של אוטם שונים. לכן, ניסויים ראשוניים באמצעות בעוצמות אור שונות בחיות מעבדה עם המשקל לכאבה אותו הגוף צריכים להתנהל עד הנגע האוטם השביע הרצון מושג עם עוצמת אור מינימאלית. עוצמת אור חזקה שיכול להרוס את רוחב היריעה כולה של הסיבים קופסית (קדמי, אחורי והיקף dorsoventral) מתאימה לאזור forelimb עם ניזק מינימאלי המבנים הסמוכים נחשבת את עוצמת האור האופטימלית. forelimב שטח של הקפסולה הפנימית מוקף התלמוס superiorly ואת דרכי הראייה inferiorly. לכן, את עומק החדרת ONI צריך להיות מדויק כדי להרוס את ההיקף השלם של IC בכיוון dorsoventral, עם שימור סימולטני של המבנים הסמוכים העליונים ונחותים. מיקום מדויק של אוני תוצאה הוא הרס חלקי של IC, אשר מוביל להחלמה מהירה של גירעון המנוע כתוצאה של הפלסטיות הסינפטית של סיבי פירמידה שנותרו הקפסולה הפנימית. בבדיקות היסטולוגיות סדרו, הגורם המבלבל ביותר האינדוקציה של גירעון מנוע עיקש היה המיצוב הנכון של ONI, מה שמוביל לכישלון להרוס את הרוחב כולו של PLIC 4,16. לכן, תשומת לב קפדנית צריך להיות משולם כדי להגיע ליעד הנכון. לאחרונה, Blasi et al. דיווח כי גירעון טהור מנוע קיימא יכול להיות מיוצר על ידי ביצוע נגע אוטם בכמוסה פנימית אחוריתאנדותלין -1 אלקטרוני (ET-1) 17. עם זאת, ET-1 יכולים להרוס את מבנה החומר האפור השכנה על ידי דיפוזיה של ET-1. בדיקות התנהגות היא אמת מידה זמינה מיידי במעבדה כדי להעריך את היווצרות נגע אוטם הקפסולה הפנימית. עם זאת, הערכה של ביצועי המנוע שבוע לאחר lesioning האוטם מומלץ לחלק את החיות לקבוצות התאוששות מתונה ועניים. התאוששות מתונה הוגדרה כעליית תוצאת ההופעה של&gt; 50% לעומת התוצאה לפני lesioning, ואילו התאוששות עניה הוגדרה התאוששות של &lt;50%. בין בדיקות התנהגותיות מנוע forelimb, גלולה אחת להגיע המשימה היא אחד המבחנים הרגישים ביותר עבור שתי המדידות כמותיים ואיכותיים של הופעות המנוע כתוצאה משבץ מוחי 14. המשימה כמותית מודדת את ההצלחה להגיע תוך מתן בו זמנית ניתוח שימוש forelimb, כגון אחיזה ושולפי מזוןגְלוּלָה. הניתוח האיכותי של תנועת הלכת הוא גם מועיל כדי לבדל את האיכות למחלימים משבצים ע&quot;י הבחנת התאוששות תפקודית אמיתית או פיצוי 20. כאן תיארנו למדידה כמותית בקצרה של SPRT; עם זאת, ניתוח איכותני באמצעות צילומי ניקוד על בסיס ניתוח מסגרת לפי מסגרת מומלץ לניתוח מפורט נוסף. הטכניקות שהוצגו כאן לא צריכים להיות מוגבלות האינדוקציה של דוגמנות אוטם קופסית מצומצמת. הטכניקה עשויה להיות מיושמת על האינדוקציה של נגע אוטם באזורים אחרים של חומר לבן, כגון כפיס המוח, commissures הקדמי וסיבי חיבור בין מבנים עצביים. השילוב של טכניקה אוני photothrombotic זעיר מבוסס על התכונות האופטיות של החומר הלבן הוא עלול להרוס את המבנים ממוקד עם נזק מינימלי למבנים סמוכים. לדוגמא, אוטמי אַגמִימִי ניתן בקלות לייצרד על ידי מיקוד מבנים קורטיקליים הקשורים מוטוריים, קוגניטיביים, ופונקציות זיכרון. כאשר מבנה היעד הוא גדול, הוספות מרובות של אוני מסלולי מיקוד ואת הזווית שונים עשויות להידרש לייצר במידה הרצויה של נגעים. ישנן מספר מגבלות בטכניקה זו. הטכניקה היא מספקת כדי להמחיש את התוצאה של lesioning האוטם את PLIC והתאוששות לאחר מכן. עם זאת, מודל זה אינו משקף את מלוא הספקטרום של WMS אדם בשל הרס photothrombotic של חומר לבן שונה במקצת WMS אדם. כתוצאה מכך, ממצאי הדמיה הנוירוביולוגי או MRI עשויים להפגין תכונות שונות בשלב המוקדם של lesioning photothrombotic. לכן, המודל הזה צריך לשמש כראוי לסחור את היתרונות והחסרונות של המודל. מבחינה טכנית, לא כל הניתוחים יכולים לייצר את גירעון המנוע הניכר וקבוע במודל זה, מכיוון שהיא דורשת נהלים מאוד מדויקים. Specifically, ידות מיומנות ומנוסות נדרשות לייצר את השחזור הגבוה בדור של דגם זה. לסיכום, השימוש בשילוב של טכניקה photothrombotic, אופטימיזציה של עוצמת אור, ומיקוד נכון הוא טכניקה יעילה כדי לייצר מודל אוטם קופסית מצומצם. מודל זה יהיה מועיל לא רק ללמוד WMS בבית, המעגל התנהגותי, ורמות הסלולר אלא גם להעריך את התועלת של התערבויות טיפוליות ושיקומיות חדשות.

עד לא מזמן, &quot;מודלים שבץ החומר האפור (GMS)&quot; שימשו אך ורק כדי להבין את פתופיזיולוגיה של שבץ כדי להנחות את הפיתוח של טיפולים חדשים. עם זאת, חלה שכיחות גוברת של שבץ משפיעת חומר לבן קורטיקליים אצל אנשי קשישים, המהווים כ -15 - 25% מכל מקרי השבץ 1,2. מחקרים רבים נערכו שבץ לגבי שימוש במודלי GMS, ואילו ישנם כמה מחקרים שהשתמשו שבץ חומר לבן מודלים (WMS). חומר לבן במכרסמים פחות משמעותי בחומר הלבן בבני אדם או יונקים. כתוצאה מכך, זה יותר קשה לגשת באופן סלקטיבי ולהרוס אזורי היעד בחומר הלבן 3. בנוסף, אין כלים יעילים פותחו עד כה להרוס את ההיקף המתוכנן סלקטיבי של חומר לבן ממוקד. לכן, חל חוסר המודלים המתאימים ללימוד של משייכות חומר לבנות. בעלי החיים stמודלי רוק משמשים לעתים קרובות כדי לעקוב אחר ההתקדמות של התאוששות מנוע לפיתוח שיקומי חדשים ושיטות טיפוליות. הוא אידיאלי כדי לנצל במודל חיה שמספק חסר נוירולוגים לטווח ארוך שתואמו את השינויים אנטומיים הפגינו שבץ אדם 4,5. בהקשר זה, התאוששות מהירה של הגירעון המנוע ומעורבות רחבה של lesioning האוטם הבא המוח לא יכולה להיות מציאותית במרדף של מחקר שבץ. מודלים אוטמי קופסית קודמים נעשו על ידי החסימה של עורק התרדמה הפנימית או עורקי כורואידלית קדמיים ואת דיפוזיה של 1 אנדותלין (ET-1) לתוך הקפסולה הפנימית 6-9. עם זאת, חסימה בעורק דורשת דיסקציה זהירה של עורקים, אבל זה מייצר שטח נרחב של נגע אוטם, כולל הקפסולה הפנימית, ללא גירעונות התנהגותי מתמשכים. יתר על כן, ET-1 לא היה מתפזר להרוס את האיבר האחורי לחלוטין של הקפסולה הפנימית, ולכן פחות מסומן או מתמידים ביהגירעון avioral. מודל אוטם photothrombotic כבר בשימוש נרחב כדי ליצור סוגים שונים של נגעים אוטמים בקליפה ומבנים קורטיקליים 10. הטכניקה לכלול עירוי לוריד ואחריו תאורת מוקד, אשר מובילה הצטברות של טסיות דם בתוך כלי הדם הקטנים דור הנגעים אוטמים 10. טכניקת Photothrombotic כבר נעשתה שימוש נרחב כדי ליצור נגעי GMS, ואילו מעט המשמשת לייצור נגעי WMS 5,11. עבור טכניקה זו, שילוב של קרינה לצבוע ואור רוז בנגל הודגם להיות שימושי להרס מבנה היעד, גרימת מקביל גירעונות תפקודיים. הרכיב המרכזי של טכניקת photothrombotic הוא הקרנת אור, משום שהיא קובעת את גודל נגעים אוטמים. תוצאות הקרנת אור אפקטים שונים על חומר אפור ואת חומר לבן, בגלל פיזור האור הוא יותר מ -4 פעמים גבוהות ב ma הלבןtter לעומת חומר אפור 12; בהתאם לכך, אם עוצמת האור יש irradiance נמוכה מספיק (&lt;1,140 mW / מ&quot;מ 2), אפשר להגביל את הרחבה אשר הנגע photothrombotic להשפיע על המידה בחומר הלבן (כלומר., כמוסה פנימית). לדוגמא, לאור האנרגיה גבוהה יכול לגרום אוטמים בשני חומר אפור-לבן, עדיין אור האנרגיה נמוך יותר עשוי לגרום photothrombosis רק בחומר לבן. יתר על כן, חדירת אנרגית אור הייתה מוגבלת מאוד. כ -99% של אנרגית אור אבדו מעבר 1 מ&quot;מ מהמקור של 13 אור. לכן, צפוי כי ממוקד ומדויק, אור אנרגיה נמוכה יותר גורם photothrombosis רק בחומר הלבן עם הסגת גבול מינימלי של החומר האפור השכנה. כאן אנו מתארים שיטה חדשנית ליצירת נגעים האוטם באזור forelimb של הקפסולה הפנימית במכרסמים. אנו מתארים את שיטת זיהוי של אזור forelimb ב ca הפנימיpsule, הטכנולוגיה של הקרנת אור, כולל ההתאמה והאספקה ​​של אור, ואת הדור של נגע אוטם. כמו כן, אנו מתארים בדיקות התנהגותיות להשתמש כדי להעריך את השלמות של המודלים קופסית.

<table><tbody><tr><td>DC Temperature controller</td><td>WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC.</td><td>ATC1000</td><td></td></tr><tr><td>Digital Stereotaxic Instruments</td><td>STOELTING CO.</td><td>51900</td><td></td></tr><tr><td>Electrical Stimulator</td><td>CyberMedic Corp.</td><td>EMGFES 2000</td><td></td></tr><tr><td>Epoxy&amp;nbsp;</td><td>Precision Fiber Products, INC.</td><td>PFP-353ND1</td><td>Mix Ratio:&lt;br/&gt; 10(A):1(B-hardener) by weight&amp;nbsp;&lt;br/&gt; Curing Schedule:&lt;br/&gt; 1 min @150 &amp;deg;C&lt;br/&gt; 2 ~ 5 min @120 &amp;deg;C&lt;br/&gt; 5 ~ 10 min @100 &amp;deg;C&lt;br/&gt; 15 ~ 30 min @80 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Fiber Optic Scribe&amp;nbsp;</td><td>THORLABS, INC</td><td>S90R</td><td></td></tr><tr><td>Fiber patch cable</td><td>KOREA OPTRON Corp.</td><td></td><td>Outer diameter: 3 mm&lt;br/&gt; &amp;Oslash;200 &amp;micro;m&lt;br/&gt; 0.39 NA&lt;br/&gt; FC/PC-FC/PC&lt;br/&gt; 1 m</td></tr><tr><td>Laser Power Supply</td><td>CHANGCHUN NEW INDUSTRIES OPTOELECTRONICS TECH. CO., LTD.</td><td>MGL-FN-532nm-200mW-14010196</td><td></td></tr><tr><td>Crimp ring&amp;nbsp;</td><td>DAWOOTECH CO.,LTD.</td><td></td><td>Length: 19 mm&lt;br/&gt; Inner diameter: 3 mm&lt;br/&gt; Outer diameter: 3.8 mm&lt;br/&gt; Material: SUS</td></tr><tr><td>Micro4-micro syringe pump controller</td><td>WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td><td>95100</td><td></td></tr><tr><td>Optical Power Meter</td><td>THOLABS, INC</td><td>PM100D</td><td></td></tr><tr><td>Diamond lapping (polishing) sheet</td><td>THORLABS, INC</td><td>LF3D</td><td>Grit : 3 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>Diamond lapping (polishing) sheet</td><td>THORLABS, INC</td><td>LF6D</td><td>Grit : 6 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>Rose Bengal</td><td>SIGMA-ALDRICH CO. LLC.</td><td>330000</td><td></td></tr><tr><td>Needle for spinal anesthesia with pencil point tip (Spinal needle)&amp;nbsp;</td><td>B.BRAUN MELSUNGEN AG&amp;nbsp;</td><td>4502027</td><td>Size: 27 G&lt;br/&gt; Length: 88 mm&lt;br/&gt; Needle: 0.40 mm</td></tr><tr><td>Waterproof sandpaper&amp;nbsp;</td><td>DEERFOS CO.,LTD</td><td>CC261</td><td>Grit : 1,000 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>Nanofil 10&amp;nbsp;&amp;micro;l syringe</td><td>WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td><td>NANOFIL</td><td></td></tr><tr><td>Nanofil 33&amp;nbsp;G BVLD needle</td><td>WORLD PRECISION INSTRUMENTS, INC</td><td>NF33BV-2</td><td></td></tr><tr><td>AAV-GFP virus</td><td>UNC Vector Core</td><td>AAV2-CamKIIa-eYFP</td><td>2 x 10&lt;sup&gt;12&lt;/sup&gt; virus molecules/ml</td></tr><tr><td>Anti-Green Fluorescent Protein, Rabbit IgG fraction</td><td>Life Technologies, INC</td><td>A11122</td><td>primary antibody (1:200)</td></tr><tr><td>Goat Anti-Rabbit IgG (H + L)</td><td>Life Technologies, INC</td><td>A11034</td><td>secondary antibody (1:500)</td></tr><tr><td>Ceftezole</td><td>GUJU Pharma CO.,LTD.</td><td>A27802741</td><td>0.1%, 1 ml</td></tr><tr><td>Lidocain hydrochloride injection</td><td>JEIL PHARMACEUTICAL CO.,LTD.</td><td>A04900271</td><td>2%, 1 ml</td></tr><tr><td>Hand Piece Drill</td><td>Seshin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digital optical power and energy meter</td><td>THORLABS, INC</td><td>PM100D</td><td></td></tr><tr><td>Ketoprofen</td><td>UNIBIOTech</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

circumscribed capsular infarct modeling using a photothrombotic technique

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for white matter stroke has hampered research investigations. Here, we describe a novel method for creating a circumscribed capsular infarct that minimizes damage to neighboring gray matter structures. We used pre-surgery neural tracing with adeno-associated virus-green fluorescent protein (AAV-GFP) to identify somatotopic organization of the forelimb area within the internal capsule. The adjustment of light intensity based on different optical properties of gray and white matter contributes to selective destruction of white matter with relative preservation of gray matter. Accurate positioning of optical-neural interface enables destruction of entire forelimb area in the internal capsule, which leads to a marked and persistent motor deficit. Thus, this technique produces highly replicable capsular infarct lesions with a persistent motor deficit. The model will be helpful not only to study white matter stroke (WMS) at the behavioral, circuit, and cellular levels, but also to assess its usefulness for development of new therapeutic and rehabilitative interventions.

<html> השיטה המוצגת כאן נועדה ליצור אוטם קופסית מתוחם עם גירעון מנוע מתמשך. לכן, חשוב לקבוע את המטרה בדייקנות בתוך הקפסולה הפנימית בשלב טרום הניתוח. מיפוי somatotopic של סיבי פירמידליים הקפסולה הפנימית לא הוסדר עד כה. כדי לזהות את המטרה בדייקנות בתוך הקפסולה הפנימית, באזור forelimb חייב להיות תחום. זריקה של AAV-GFP לאזור forelimb של הקורטקס המוטורי יכול להתחקות אחר אקסונים של סיבי פירמידליים הקפסולה הפנימית (איור 1). קליעים נותבים עצביים אחרים, כגון אמין dextran biotinylated (BDA), ניתן להשתמש באותו מַטָרָה. קואורדינטות stereotactic של היעד בתוך הקפסולה הפנימית ניתן הובהרו על ידי התחקות תחזיות axonal שמקורן באזור forelimb של הקורטקס המוטורי הקפסולה הפנימית. r.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53281/53281fig1.jpg" /> איור 1. זיהוי של פינת Forelimb ב פנימי קפסולת 2 שבועות לאחר הזרקה של AAV-GFP. סיבים אקסונלית-transduced GFP שמקורם מאזור forelimb של הקורטקס המוטורי מוצגים בגרעין ventrolateral של התלמוס (חיצים) ו חלק הזנב של הקפסולה הפנימית (ראש החץ). הקו המקווקו מציין את קווי המתאר של הקפסולה הפנימית, והמספרים מתייחסים המרחקים מן גבחת. היפו, ההיפוקמפוס; מעבדים, putamen caudate; VL, גרעין ventrolateral; IC, כמוסה פנימית. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53281/53281fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> עוצמת האור האופטימלית עשויה להיות שונה בהתאם למשקל לכאבה גוף של החיה ועל סוגים ובקטרים ​​של<html> סיבים אופטיים. לכן, עוצמת האור האופטימלית צריכה להיקבע בנפרד לפני ניסוי lesioning האוטם הראשי. באמצעות הליך photothrombotic, עוצמת האור ניתן להגדיל בהדרגה עד היקף הנגע מכסה את הרוחב כולו של הקפסולה הפנימית מבלי להרוס את מבני חומר אפורים השכנים (איור 2). עוצמת האור האופטימלית יכול להיות מאומתת על ידי ההשוואה במידה היסטולוגית הנגע והמיקומים האוטמים. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53281/53281fig2.jpg" /> איור 2. היקף הנגעים האוטם מעבר אינטנסיביות שונות של אור לייזר מ 2 mW עד 5 mW 2 שבועות לאחר Photothrombotic Lesioning. עוצמת האור האופטימלי נחשב בין 3 mW ו -4 mW בהגדרה זו ניסיוני. החצים מצביעים על הנגע האוטם./53281/53281fig2large.jpg &quot;Target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. אנחנו מעדיפים להשתמש ONI שבה הסיב האופטי הכלול צינור מתכת דק (מחט שדרה). הסיב האופטי עשוי לייצר פיזור אור מינימלית מהצד של סיבים, אשר עשוי להניב נזק עצבי נוסף לאורך בדרכי סיב אופטי. והחסימה של הסיב האופטי היא גם יתרון למנוע הכיפוף של הסיב האופטי מטרות עמוקות, כמו גם לצרף את ONI למסגרת stereotactic (איור 3). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53281/53281fig3.jpg" /> איור 3. בניית הממשק האופטי-העצבי (האונים). (א) חיתוך של מחט השדרה. (ב) בנוכחות אחרת של הסיבים האופטיים. (C &amp; D) צינור מתכת העיגון מוכנס עלסיב אופטי הפשיט וצפוף כדי לאבטח את הסיב האופטי אל הרכזת של מחט השדרה. (ה) סיבים אופטיים מוסף אפוקסי מוכנס לתוך מחט השדרה. (ו) אפוקסי הוא התקשה ב 100 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות. (ז) הסיב האופטי הוא בקע על קצה מחט השדרה. (ח) הסיב האופטי הוא מלוטש. (i) עוצמת האור נמדד מהקצה של סיבים אופטיים. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53281/53281fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> הליך photothrombotic יפיק נגעים לשחזור ומיקומים בהצלחה ~ 70% ב לקויות מוטוריות. נגע אוטם קופסית אופייני כולל את ממד ventrodorsal של סיבי קופסית (איור 4 א). יתר על כן, הנגע האוטם משתרע לאורך ציר anteroposterior של הקפסולה הפנימית בגלל פיזור אור גדל בתוך הסיב קופסית. (איור 4) המערכת האופטית הממוקמת מתחת הכמוסה הפנימית מורכבת של סיבי חומר לבנים; וכך, הוא פגום לעתים קרובות על ידי הקרנה של עוצמת אור גדלה. מדורים מכתימים סידוריים נדרשים לאשר את הנפח והיקף של אוטם כולו. ההיקף האוטם היה 0.63 ± 0.37 מ&quot;מ 3. כדי להעריך את חורבן קופסית סיבים, neurofilament וכתמים כחולים-PAS מהר Luxol מועילים. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53281/53281fig4.jpg" /> איור 4. מראה מיקרוסקופית של 3 שבועות Capsular אוטם לאחר Photothrombosis. מראה מיקרוסקופית של אוטם קופסית 3 שבועות לאחר photothrombosis. א) פרוס מוח סעיף עטרה במוח החולדה. ראש חץ המצביע על חלקת מחט המכיל סיב אופטי בתלמוס עד כמוסה פנימית. B) מכתים סידורי Nissl של showi פרוסות המוח העטרה<html> ng במידה השלמה של נגע אוטם הקפסולה הפנימית. ראשי חץ מציינים את הנגע האוטם. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53281/53281fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> ההצלחה של המודלים ניתן להעריך על ידי בדיקות התנהגותיות באמצעות גלולה אחת להגיע משימה. המופע התנהגותיים לאחר שבוע 1 בעקבות lesioning האוטם הוא מדריך טוב כדי לאשר lesioning המדויק, אשר מלווה את ירידת הערך המתמשכת ניכרת של SPRT למרות גלולה אחת מדי יום אימוני לכת (איור 5). לאחר גירעון המנוע מוצג PRG, גירעון הנוירולוגיות מתמיד במשך 3 חודשי תקופה של התבוננות. קבוצה שאם מופעלים לא הראתה הירידה המשמעותית של ביצועי SPRT לאחר ניתוח. להעלות / 53281 / 53281fig5.jpg &quot;/&gt; איור 5. שינויים יחיד גלולה Reaching בציונים לאחר Capsular Infart 4,20. בקבוצת הניסוי (PRG ו MRG) הציגה ירידה משמעותית ציונים מייד לאחר האוטם lesioning בהשוואה לקבוצת מופעל הדמה (SOG). MRG מפגין התאוששות הדרגתית של הופעות SPRT, ואילו PRG מפגין לקויות מוטוריות מתמשכות לאורך זמן. אופ, lesioning האוטם photothrombotic; PRG, קבוצת התאוששות עניה; MRG, קבוצת התאוששות מתונה. מובהקות סטטיסטיות נקבעו באמצעות ניתוח מדד חוזר ונשנה של סטיות. + SOG לעומת MRG; * SOG לעומת PRG. נתונים הם אמצעי ± SEM. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53281/53281fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Circumscribed Capsular Infarct Modeling Using a Photothrombotic Technique at JoVE.com

Circumscribed Capsular Infarct Modeling Using a Photothrombotic Technique

כתב יד זה מתאר טכניקת דוגמנות של אוטם קופסית. כאן השתמשנו בטכניקת photothrombotic שונה עם בעצימות נמוכות של אור לאחר מיפוי היעד מראש ניתוח. באמצעות טכניקה זו, יצרנו מודל אוטם קופסית מתוחם עם לקויות מוטוריות מתמיד.

דוגמנות מוגבלת Capsular אוטם בעזרת טכניקת Photothrombotic

Recent increase in the prevalence rate of white matter stroke demands specific research in the field. However, the lack of a pertinent animal model for ...

circumscribed-capsular-infarct-modeling-using-photothrombotic

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

7.8K Views.  Gwangju Institute of Science and Technology.  כתב יד זה מתאר טכניקת דוגמנות של אוטם קופסית. כאן השתמשנו בטכניקת photothrombotic שונה עם בעצימות נמוכות של אור לאחר מיפוי היעד מראש ניתוח. באמצעות טכניקה זו, יצרנו מודל אוטם קופסית מתוחם עם לקויות מוטוריות מתמיד. 

Video: Circumscribed Capsular Infarct Modeling Using a Photothrombotic Technique

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected light-sensitive dye. Following illumination, the dye is activated and produces singlet oxygen that damages components of endothelial cell membranes, with subsequent platelet aggregation and thrombi formation, which eventually determines the interruption of local blood flow. This approach, initially proposed by Rosenblum and El-Sabban in 1977, was later improved by Watson in 1985 in rat brain and set the basis of the current model. Also, the increased availability of transgenic mouse lines further contributed to raise the interest on the photothrombosis model. Briefly, a photosensitive dye (Rose Bengal) is injected intraperitoneally and enters the blood stream. When illuminated by a cold light source, the dye becomes activated and induces endothelial damage with platelet activation and thrombosis, resulting in local blood flow interruption. The light source can be applied on the intact skull with no need of craniotomy, which allows targeting of any cortical area of interest in a reproducible and non-invasive way. The mouse is then sutured and allowed to wake up. The evaluation of ischemic damage can be quickly accomplished by triphenyl-tetrazolium chloride or cresyl violet staining. This technique produces infarction of small size and well-delimited boundaries, which is highly advantageous for precise cell characterization or functional studies. Furthermore, it is particularly suitable for studying cellular and molecular responses underlying brain plasticity in transgenic mice.

Photothrombosis is a quick, minimally-invasive technique for inducing small and well-delimited infarction in areas of interest in highly reproducible manner. It is particularly suitable for studying cellular and molecular responses underlying brain plasticity in transgenic mice.

איסכמיה Photothrombotic: דגם נגע פולשנית לשעתק פוטו קליפתיים לעכבר מחקרי שבץ

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow (ischemia) 1. Middle cerebral artery (MCA) delivers a great majority of blood to the lateral surface of the cortex 2, is the most common site of human stroke 3, and ischemia within its territory can result in extensive dysfunction or death 1,4,5. Survivors of ischemic stroke often suffer loss or disruption of motor capabilities, sensory deficits, and infarct. In an effort to capture these key characteristics of stroke, and thereby develop effective treatment, a great deal of emphasis is placed upon animal models of ischemia in MCA.
Here we present a method of permanently occluding a cortical surface blood vessel. We will present this method using an example of a relevant vessel occlusion that models the most common type, location, and outcome of human stroke, permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO). In this model, we surgically expose MCA in the adult rat and subsequently occlude via double ligature and transection of the vessel. This pMCAO blocks the proximal cortical branch of MCA, causing ischemia in all of MCA cortical territory, a large portion of the cortex. This method of occlusion can also be used to occlude more distal portions of cortical vessels in order to achieve more focal ischemia targeting a smaller region of cortex. The primary disadvantages of pMCAO are that the surgical procedure is somewhat invasive as a small craniotomy is required to access MCA, though this results in minimal tissue damage. The primary advantages of this model, however, are: the site of occlusion is well defined, the degree of blood flow reduction is consistent, functional and neurological impairment occurs rapidly, infarct size is consistent, and the high rate of survival allows for long-term chronic assessment.

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

We describe a highly reproducible method for the permanent occlusion of a rodent major cerebral blood vessel. This technique can be accomplished with very little peripheral damage, minimal blood loss, a high rate of long-term survival, and consistent infarct volume commensurate with the human clinical population.

חסימת כלי דם מוחי בלתי הפיך<em&gt; דרך</em&gt; Ligature וחיתוך רוחב זוגי

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to image cellular events in an intact animal. Additionally, the ability to induce physiological disease states such as stroke in vivo increases its utility. The technique described herein allows for physiological assessment of cellular responses within the CNS following a stroke and can be adapted for other pathological conditions being studied. The technique presented uses laser excitation of the photosensitive dye Rose Bengal in vivo to induce a focal ischemic event in a single blood vessel. 
The video protocol demonstrates the preparation of a thin-skulled cranial window over the somatosensory cortex in a mouse for the induction of a Rose Bengal photothrombotic event keeping injury to the underlying dura matter and brain at a minimum. Surgical preparation is initially performed under a dissecting microscope with a custom-made surgical/imaging platform, which is then transferred to a confocal microscope equipped with an inverted objective adaptor. Representative images acquired utilizing this protocol are presented as well as time-lapse sequences of stroke induction. This technique is powerful in that the same area can be imaged repeatedly on subsequent days facilitating longitudinal in vivo studies of pathological processes following stroke.

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Here, we describe a semi-invasive optical microscopy approach for the induction of a Rose Bengal photothrombotic clot in the somatosensory cortex of a mouse in vivo. The technical aspects of the imaging procedure are described from induction of a photothrombotic event to application and data collection.

רוז בנגל Photothrombosis ידי דימות אופטי Confocal<em&gt; In vivo</em&gt;: דגם של שבץ כלי אחד

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Photothrombosis-induced Focal Ischemia as a Model of Spinal Cord Injury in Mice

Spinal cord injury (SCI) is a devastating clinical condition causing permanent changes in sensorimotor and autonomic functions of the spinal cord (SC) below the site of injury. The secondary ischemia that develops following the initial mechanical insult is a serious complication of the SCI and severely impairs the function and viability of surviving neuronal and non-neuronal cells in the SC. In addition, ischemia is also responsible for the growth of lesion during chronic phase of injury and interferes with the cellular repair and healing processes. Thus there is a need to develop a spinal cord ischemia model for studying the mechanisms of ischemia-induced pathology. Focal ischemia induced by photothrombosis (PT) is a minimally invasive and very well established procedure used to investigate the pathology of ischemia-induced cell death in the brain. Here, we describe the use of PT to induce an ischemic lesion in the spinal cord of mice. Following retro-orbital sinus injection of Rose Bengal, the posterior spinal vein and other capillaries on the dorsal surface of SC were irradiated with a green light resulting in the formation of a thrombus and thus ischemia in the affected region. Results from histology and immunochemistry studies show that PT-induced ischemia caused spinal cord infarction, loss of neurons and reactive gliosis. Using this technique a highly reproducible and relatively easy model of SCI in mice can be achieved that would serve the purpose of scientific investigations into the mechanisms of ischemia induced cell death as well as the efficacy of neuroprotective drugs. This model will also allow exploration of the pathological changes that occur following SCI in live mice like axonal degeneration and regeneration, neuronal and astrocytic Ca2+ signaling using two-photon microscopy.

Photothrombosis is a minimally invasive and highly reproducible procedure to induce focal ischemia in the spinal cord and serves as a model of spinal cord injury in mice.

Photothrombosis-induced איסכמיה מיקוד כדגם של חוט השדרה פגיעה בעכברים

Spinal cord injury (SCI) is a devastating clinical condition causing permanent changes in sensorimotor and autonomic functions of the spinal cord (SC) ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of stroke than relying on indirect measurements, and will be a potent and robust vascular research tool. We use an optical imaging approach that labels thrombi with a molecular imaging thrombus marker&#160;&#8212; a Cy5.5 near-infrared fluorescent (NIRF) probe that is covalently linked to the fibrin strands of the thrombus by the fibrin-crosslinking enzymatic action of activated coagulation factor XIIIa during the process of clot maturation. A micro-computed tomography (microCT)-based approach uses thrombus-seeking gold nanoparticles (AuNPs) functionalized to target the major component of the clot: fibrin. This paper describes a detailed protocol for the combined in vivo microCT and ex vivo NIRF imaging of thromboemboli in a mouse model of embolic stroke. We show that in vivo microCT and fibrin-targeted glycol-chitosan AuNPs (fib-GC-AuNPs) can be used for visualizing both in situ thrombi and cerebral embolic thrombi. We also describe the use of in vivo microCT-based direct thrombus imaging to serially monitor the therapeutic effects of tissue plasminogen activator-mediated thrombolysis. After the last imaging session, we demonstrate by ex vivo NIRF imaging the extent and the distribution of residual thromboemboli in the brain. Finally, we describe quantitative image analyses of microCT and NIRF imaging data. The combined technique of direct thrombus imaging allows two independent methods of thrombus visualization to be compared: the area of thrombus-related fluorescent signal on ex vivo NIRF imaging vs. the volume of hyperdense microCT thrombi in vivo.

This protocol describes the application of combined near-infrared fluorescent (NIRF) imaging and micro-computed tomography (microCT) for visualizing cerebral thromboemboli. This technique allows the quantification of thrombus burden and evolution. The NIRF imaging technique visualizes fluorescently labeled thrombus in excised brain, while the microCT technique visualizes thrombus inside living animals using gold-nanoparticles.

משולב האינפרה-אדום הקרוב הדמיה פלורסנט וטומוגרפיה-מחושב מיקרו ישירות חזותי מוחין Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

A Fibrin-Enriched and tPA-Sensitive Photothrombotic Stroke Model

An ideal thromboembolic stroke model requires certain properties, including relatively simple surgical procedures with low mortality, a consistent infarction size and location, precipitation of platelet:fibrin intermixed blood clots similar to those in patients, and an adequate sensitivity to fibrinolytic treatment. The rose bengal (RB) dye-based photothrombotic stroke model meets the first two requirements but is highly refractory to tPA-mediated lytic treatment, presumably due to its platelet-rich, but fibrin-poor clot composition. We reason that combination of RB dye (50 mg/kg) and a sub-thrombotic dose of thrombin (80 U/kg) for photoactivation aimed at the proximal branch of middle cerebral artery (MCA) may produce fibrin-enriched and tPA-sensitive clots. Indeed, the thrombin and RB (T+RB)-combined photothrombosis model triggered mixed platelet:fibrin blood clots, as shown by immunostaining and immunoblots, and maintained consistent infarct sizes and locations plus low mortality. Moreover, intravenous injection of tPA (Alteplase, 10 mg/kg) within 2 h post-photoactivation significantly decreased the infarct size in T+RB photothrombosis. Thus, the thrombin-enhanced photothrombotic stroke model may be a useful experimental model to test novel thrombolytic therapies.

Traditional photothrombotic stroke (PTS) models mainly induce dense platelet aggregates of a high resistance to tissue plasminogen activator (tPA)-lytic treatment. Here a modified murine PTS model is introduced by co-injecting thrombin and photosensitive dye for photoactivation. The thrombin-enhanced PTS model produces mixed platelet:fibrin clots and is highly sensitive to tPA-thrombolysis.

מודל שבץ פוטוטרומבוטי מועשר בפיברין ורגיש ל-tPA

An ideal thromboembolic stroke model requires certain properties, including relatively simple surgical procedures with low mortality, a consistent ...

Neuroscience

Modeling Stroke in Mice: Focal Cortical Lesions by Photothrombosis

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, there remain limited therapeutic options for stroke patients. Therefore, more research is needed for pathophysiological pathways such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity, and regeneration. Given the inability of in vitro models to reproduce the complexity of the brain, experimental stroke models are essential for the analysis and subsequent evaluation of novel drug targets for these mechanisms. In addition, detailed standardized models for all procedures are urgently needed to overcome the so-called replication crisis. As an effort within the ImmunoStroke research consortium, a standardized photothrombotic mouse model using an intraperitoneal injection of Rose Bengal and the illumination of the intact skull with a 561 nm laser is described. This model allows the performance of stroke in mice with allocation to any cortical region of the brain without invasive surgery; thus, enabling the study of stroke in various areas of the brain. In this video, the surgical methods of stroke induction in the photothrombotic model along with&#160;histological analysis are demonstrated.

Described here is the photothrombotic stroke model, where a stroke is produced through the intact skull by inducing permanent microvascular occlusion using laser illumination after administration of a photosensitive dye.

שבץ דוגמנות בעכברים: נגעים קליפת המוח מוקד על ידי פוטוטרומבוזיס

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, ...

An Experimental Model of Myocardial Infarction for Studying Cardiac Repair and Remodeling in Knockout Mice

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of death in Western countries, with acute myocardial infarction (MI) being the most prevalent form. This paper describes a protocol for studying the role of galectin 3 (Gal-3) in the temporal evolution of cardiac healing and remodeling in an experimental animal model of MI. 
The procedures described include an experimental model of MI with a permanent coronary ligature in male C57BL/6J (control) and Gal-3 knockout (KO) mice, an echocardiography procedure to study cardiac remodeling and systolic function in vivo, a histological evaluation of interstitial myocardial fibrosis with picrosirius red-stained and rhodamine-conjugated lectin-stained sections for studying myocyte hypertrophy by the cross-sectional area (MCSA), and the quantification of infarct size and cardiac remodeling (scar thinning, septum thickness, and expansion index) by planimetry in slices stained with Masson's trichrome and triphenyl tetrazolium chloride. Gal-3 KO mice with MI showed disrupted cardiac remodeling and an increase in the scar thinning ratio and the expansion index. At the onset of MI, myocardial function and cardiac remodeling were also severely affected. At 4 weeks post MI, the natural evolution of fibrosis in infarcted Gal-3 KO mice was also affected. 
In summary, the experimental model of MI is a suitable model for studying the temporal evolution of cardiac repair and remodeling in mice with the genetic deletion of Gal-3 and other animal models. The lack of Gal-3 affects the dynamics of cardiac repair and disrupts the evolution of cardiac remodeling and function after MI.

Here, we describe an experimental model of myocardial infarction, an echocardiography procedure to study cardiac remodeling and function, and procedures for quantifying fibrosis and hypertrophy in picrosirius red-stained and rhodamine-stained sections, as well as the infarct size and expansion index in slices stained with Masson's trichrome.

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of death in Western countries, with acute myocardial infarction (MI) being the most prevalent form. ...

Injection of Hydrogel Biomaterial Scaffolds to The Brain After Stroke

Stroke is the leading cause of disability and the fifth-leading cause of death in the United States. Approximately 87% of all strokes are ischemic strokes and are defined as the sudden blockage of a vessel supplying blood to the brain. Within minutes of the blockage, cells begin to die and result in irreparable tissue damage. Current therapeutic treatments focus on clot removal or lysis to allow for the reperfusion and prevent more severe brain damage. Although transient brain plasticity may salvage some of the damaged tissue over time, significant fractions of patients are left with neurological deficits that will never resolve. There is a lack of therapeutic options to treat neurological deficits caused by stroke, emphasizing the need to develop new strategies to treat this growing patient population. Injectable biomaterials are currently being designed to enhance brain plasticity and improve endogenous repair through the delivery of active agents or stem cells. One method to test these approaches is to utilize a rodent stroke model, inject the biomaterial into the stroke core, and assess repair. Knowing the precise location of the stroke core is imperative for the accurate treatment after stroke, therefore, a stroke model that results in a predictable stroke location is preferable to avoid the need for imaging prior to injection. The following protocol will cover how to induce a photothrombotic stroke, how to inject a hydrogel in a controlled and precise manner, and how to extract and cryosection the brain while keeping the biomaterial intact. In addition, we will highlight how these same hydrogel materials can be used for the co-delivery of stem cells. This protocol can be generalized to the use of other injectable biomaterials into the stroke core.

Stroke is a global issue with minimal treatment options and no current clinical therapy for regenerating the lost brain tissue. Here we describe methods for creating precise photothrombotic stroke in the motor cortex of rodents and subsequent injection of hydrogel biomaterials to study their effects on tissue regeneration after stroke.

הזרקת פיגומים ביו-חומרים הידרוג'ל למוח לאחר שבץ

Stroke is the leading cause of disability and the fifth-leading cause of death in the United States. Approximately 87% of all strokes are ischemic strokes ...

Biology

דגם MCAO/R שונה עם ECA משומר לשיפור הזלוף ויציבות

A Modified Model Preparation for Middle Cerebral Artery Occlusion Reperfusion

The middle cerebral artery occlusion reperfusion (MCAO/R) model is crucial for understanding the pathological mechanisms of stroke and for drug development.However, among the commonly used modeling methods, the Koizumi method often faces scrutiny due to its ligation of the common carotid artery (CCA) and its inability to achieve adequate reperfusion. Similarly, the Longa method has been criticized for disconnecting and ligating the external carotid artery (ECA). This study aims to introduce a modified model preparation method that preserves the integrity of the ECA, involves inserting a monofilament nylon suture through the CCA, repairing the ligated CCA incision, and maintaining reperfusion from the CCA. Reperfusion of blood flow was confirmed using laser speckle flow imaging. Evaluation methods such as the Longa scale, Modified Neurological Severity Score, triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining, and immunofluorescence labeling of neurons demonstrated that this approach could induce stable ischemic nerve damage. This modified MCAO/R model protocol is simple and stable, providing valuable guidance for practitioners in the field of cerebral ischemia.

מחבר זרקור: גישה חדשנית למידול איסכמיה מוחית – שיפור הרפרפוזיה ופישוט ההליך

This protocol describes the process of preparing for middle cerebral artery occlusion reperfusion via the common carotid artery.

דוגמנות מוגבלת Capsular אוטם בעזרת טכניקת Photothrombotic

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video